新旧动能转换总体缓慢!当前有色金属工业新旧动能转换有一些亮点,新能源汽车的需求带动了有色金属钴、锂等新材料的发展,轨道交通和汽车用铝的产量和用量持续增长,进一步促进了运输铝材的应用.但应看到,材料和新材料在产业体系中所占比例不高,新旧动能转换总体缓慢.产业下游精深加工的基础研究、技术支撑和高新项目储备不足,部分有色金属精深加工产品依赖进口的局面一时难以改变!目前,我国废钢铁回收率为70%-80%,废有色金属回收率为85%!
这期间还不包括海关过审、环境评估和质检等各项手续!复杂的产业流程以及废旧金属循环再生产业本身即是周期性行业的特性,导致该产业原材料与产品的价格波动加大,加重了产业经营者的隐藏风险负担,并且产业链任何一环出现的问题都会影响整个产业链,严重影响产业发展!因而精简过长的产业链,加速废旧金属循环再生进程意义重大。由于废旧金属的循环再生与利用产业的发展在很大程度上是依靠个体户、中小型企业的传统基础上发展成型的!
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国有资金注入量少,投资时间较晚,因而废旧金属循环再生行业存在严重的分散性、盲目性与落后性.同时,因为涉及的行业繁多,相关部门之间职责模糊,该问题迟迟无法解决,进而产生废旧金属资源循环再生效率低下、生产加工期间污染严重、资源浪费严重等诸多问题!另外,因为废旧金属资源循环再生产业缺乏统一严格的技术标准、产品质量标准,同时期各企业产品质量参差不齐,同企业不同时期产品质量不统一的状况也十分严重!更严重的是,部分电子生产企业直接翻新国外同类产品废弃零部件,以次充好,欺诈消费者,不经卫生审查质量检测,在食品药品行业使用废旧金属制成的三无产品。
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我国废旧金属循环再生业目前主要依靠大量的私营企业进行生产加工,其中包括大量中小型企业。该类企业具有分散性与局限性,行业管理存在疏忽,导致我国废旧金属循环再生业一直存在产业链过长的问题!以废旧金属进口为例,由国外废旧金属供货商提供的废旧金属需要经过贸易商转手进口商,再由进口商分销至代理商,然后由代理商运至指定港口,再由制定公司进行拆解,之后转入回收公司分拣、提炼,最终才能运至金属加工厂再次加工成工业产品!
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我国废旧有色金属和贵金属的回收和提纯能力大大提高,废旧物资回收加工机械的品种和规格也呈多样化发展的趋势,各类从事再生资源回收利用和加工以及产品开发的科研院所逐年增多,目前已达10多所,废旧物资回收利用正朝着产业化、规模化的方向发展.我国的废金属回收行业的发展迅速,未来的发展前景也非常可观,重要的是,废旧物资回收为缓解二手物资浪费和环境污染发挥了重要作用!废旧金属主要通过火法富集、湿法溶解、微生物吸附等工艺实现资源回收利用,既减少对自然环境的破坏,又降低金属冶炼成本!
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湿法冶金又分为焙烧—浸出法和直接浸出法。 焙烧—浸出法是将废电池焙烧,使其中的氯化铵、氯化亚汞等挥发成气相并分别在冷凝装置中回收,高价金属氧化物被还原成低价氧化物,焙烧产物用酸浸出,然后从浸出液中用电解法回收金属,焙烧过程中发生的主要反应为: MeO+CMe+CO↑ A(s)→A(g)↑ 浸出过程发生的主要反应: Me+2H+Me2++H2↑ MeO+2H+Me2++H2O 电解时,阴极主要反应: Me2++2eMe 直接浸出法是将废干电池破碎、筛分、洗涤后,直接用酸浸出其中的锌、锰等金属成分,经过滤,滤液净化后,从中提取金属并生产化工产品。
反应式为: MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2+2HClMnCl2+H2O Mn2O3+6HCl2MnCl2+Cl2↑+3H2O MnCl2+NaOHMn(OH)2+2NaCl Mn(OH)2+氧化剂→MnO2↓+2HCl 电池中的Zn以ZnO的形式回收,反应式如下: Zn2++2OH-→ZnO2-→Zn(OH)2(无定型胶体)→ZnO(结晶体)+H2O 1.2常压冶金法 该法是在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发以及冷凝的过程。
方法一:在较低的温度下,加热废干电池,先使汞挥发,然后在较高的温度下回收锌和其它重金属。 方法二:先在高温下焙烧,使其中的易挥发金属及其氧化物挥发,残留物作为冶金中间产品或另行处理。 湿法冶金和常压治金处理废电池,在技术上较为成熟,但都具有流程长、污染源多、投资和消耗高、综合效益低的共同缺点。
1996年,日本TDK公司对再生工艺作了大胆的改革,变回收单项金属为回收做磁性材料。这种做法简化了分离工序,使成本大大降低,从而大幅度提高了干电池再生利用的效益。近年来,人们又开始尝试研究开发一种新的冶金法——真空冶金法:基于废电池各组分在同一温度下具有不同的蒸气压,在真空中通过蒸发与冷凝,使其分别在不同温度下相互分离从而实现综合利用和回收。
由于是在真空中进行,大气没有参与作业,故减小了污染。虽然目前对真空冶金法的研究尚少,且还缺乏相应的经济指标,但它明显克服了湿法冶金法和常压冶金法的一些缺点,因而必将成为一种很有前途的方法。 2.镍镉电池 Ni-Cd电池含有大量的Ni,Cd和Fe,其中Ni是钢铁、电器、有色合金、电镀等方面的重要原料。
Cd是电池、颜料和合金等方面用的稀有金属,又是有毒重金属,故日本较早即开展了废镍隔电池再生利用的研究开发,其工艺也有干法和湿法两种。干法主要利用镉及其氧化物蒸气压高的特点,在高温下使镉蒸发而与镍分离。湿法则是将废电池破碎后,一并用硫酸浸出后再用H2S分离出镉。
3.铅蓄电池 铅蓄电池的体积较大而且铅的毒性较强,所以在各类电池中,*早进行回收利用,故其工艺也较为完善并在不断发展中。 在废铅蓄电池的回收技术中,泥渣的处理是关键,废铅蓄电池的泥渣物相主要是PbSO4,PbO2,PbO,Pb等。
其中PbO2是主要成分,它在正极填料和混合填料中所占重量为41%~46%和24%~28%。因此,PbO2还原效果对整个回收技术具有重要的影响,其还原工艺有火法和湿法两种。火法是将PbO2与泥渣中的其它组分PbSO4,PbO等一同在冶金炉中还原冶炼成Pb。
但由于产生SO2和高温Pb尘第二次污染物,且能耗高,利用率低,故将会逐步被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PbO2还原转化为低价态的铅化合物。已尝试过的还原剂有许多种。其中,以硫酸溶液中FeSO4还原PbO2法较为理想,并具有工业应用价值。
硫酸溶液中FeSO4还原PbO2,还原过程可用下式表示: PbO2(固)+2FeSO4(液)+2H2SO4(液)PbSO4(固)+Fe2(SO4)3(液)+2H2O 此法还原过程稳定,速度快,还可使泥渣中的金属铅完全转化,并有利于PbO2的还原: Pb(固)+Fe2(SO4)3(液)PbSO4(固)+2FeSO4(液) Pb(固)+PbO(固)+2H2SO4(液)2PbSO4(固)+2H2O 还原剂可利用钢铁酸洗废水配制,以废治废。
Ni-MH电池、新型的锂离子电池随着近年手持电话和电子设备的发展得到了大量的应用。在日本,Ni-MH电池的产量,1992年达1800万只,1993年达7000万只,到2000年已占市场份额的近50%。可以预计,在不久的将来,将会有大量的废Ni-MH电池产生。
这些废Ni-MH电池的正、负极材料中含有许多有用金属,如镍、钴、稀土等。因此,回收Ni-MH电池是十分有益的,有关它们的再生利用技术亦在积极开发中。。
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